[發明專利]TMS頭動檢測方法

在審

• 申請號: 202010987015.7
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN114190922A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 黃曉琦;幸浩洋;龔啟勇;李靜
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61N2/04;G06T7/33;G06T17/00
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

本發明公開TMS頭動檢測方法，步驟s1：掃描獲得病患的磁共振圖像，通過深度相機獲得病患的頭部深度圖及其rgb平面圖；步驟s2：通過病患的頭部深度圖及其rgb平面圖所對應的關系得到人臉特征像素點對應的三維坐標；步驟s3：使用marching?cubes面繪制算法結合Vtk工具包實現步驟s1中所獲得的磁共振圖像的三維重建；步驟s4：使用MTCNN算法獲取二維截圖的人臉特征像素點的二維坐標；步驟s5：根據Vtk坐標系轉換關系算得步驟s4中所得的人臉特征像素點在Vtk世界坐標系中的三維坐標；步驟s6：將步驟s2與步驟s5所得到的兩組三維坐標通過LandMark經典算法仿射配準。本發明能根據深度相機獲取的圖像，實時檢測患者的頭動狀況，實現在計算機中同步顯示患者的頭動情況。

技術領域

本發明涉及醫用圖像處理技術領域，尤其涉及TMS頭動檢測方法。

背景技術

TMS是Transcranial?Magnetic?Stimulation的縮寫，即經顱磁刺激技術，該技術是一種利用脈沖磁場作用于中樞神經系統(主要是大腦)，改變皮層神經細胞的膜電位，使之產生感應電流，影響腦內代謝和神經電活動，從而引起一系列生理生化反應的磁刺激技術。

現有技術基于TMS進行頭部配準大多為靜態配準，無法實現在計算機中動態進行配準，即使能夠進行動態配準，也需要較大的場地和大型的動態捕捉裝置才能完成，成本昂貴。

發明內容

本發明旨在提供一種檢測病患在進行TMS調控時頭動情況的方法。

為達到上述目的，本發明是采用以下技術方案實現的：

TMS頭動檢測方法，包括以下步驟：

步驟s1：掃描獲得病患的磁共振圖像，通過深度相機獲得病患的頭部深度圖及其rgb平面圖，使用MTCNN算法獲取rgb平面圖上第一個抓取到的病患的人臉特征像素點的二維坐標，所述人臉特征像素點包括左眼、右眼、鼻子、左嘴角及右嘴角所對應的5個點位；

步驟s2：通過病患的頭部深度圖及其rgb平面圖所對應的關系得到人臉特征像素點對應的三維坐標；

步驟s3：使用marching?cubes面繪制算法結合Vtk工具包實現步驟s1中所獲得的磁共振圖像的三維重建，得到重建三維圖像；

步驟s4：獲取所述重建三維圖像的視角為正前方的二維截圖，再使用MTCNN算法獲取所述二維截圖的人臉特征像素點的二維坐標；

步驟s5：根據Vtk坐標系轉換關系算得步驟s4中所得的人臉特征像素點在Vtk世界坐標系中的三維坐標；

步驟s6：將步驟s2與步驟s5所得到的兩組三維坐標通過LandMark經典算法仿射配準，使病患所在的物理坐標與Vtk世界坐標系統一，從而在計算機中實時模擬顯示真實物理世界中患者的頭動情況。

優選的，所述步驟s1包括以下步驟：

步驟s101：對輸入的rgb平面圖的每一幀圖像進行多尺度變換，制作成不同尺度的圖像金字塔；

步驟s102：將金字塔圖像輸入P-Net卷積神經網絡，獲得候選窗體和邊界回歸向量。同時，候選窗體根據邊界框進行校準。然后利用非極大值抑制去除重疊窗體，輸出得到人臉圖像。

步驟s103：將P-Net網絡輸出得到的人臉圖像輸入R-Net卷積神經網絡，利用邊界框向量微調候選窗體，最后還是利用非極大值抑制算法去除重疊窗體，輸出得到人臉圖像。此時的到的人臉檢測框更加精準；

步驟s104：將R-Net網絡輸出得到的人臉圖像輸入O-net卷積神經網絡，對人臉檢測框坐標進行進一步的細化，該網絡比R-Net多一層卷積層，功能與R-Net類似，只是在去除重疊候選窗口的同時標定5個人臉關鍵點位置。